CN110208063A - 一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线自动化磁性纳米材料震荡‑解吸装置，包括操作台，所述操作台上布置有震荡装置、加磁单元、消磁单元和滑杆，所述滑杆连接有独立操作单元，所述独立操作单元能够在所述滑杆上移动，所述独立操作单元包括螺杆和电磁杆，所述电磁杆上连接有机械臂，所述机械臂固定连接有样品管抓手，所述样品管抓手连接有样品管放置架，所述样品管放置架上装载有样品管，所述震荡装置、加磁单元、消磁单元和独立操作单元均电连接控制台。本发明可连续对多组样品溶液进行低浓度大体积萃取，小体积解吸，富集倍数高，灵敏度高，且方便操作，极大的节省了人力物力，提高了工作效率，实现了整个操作流程的自动化、智能化、连续化。

Description

一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置

技术领域

本发明属于分析化学仪器领域，特别涉及自动化磁性固相萃取装置，具体为一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置。

背景技术

磁性材料，通常所说的磁性材料是指强磁性物质，是古老而用途十分广泛的功能材料，而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用。磁性纳米材料(magneticnanoparticles，MNPs)，是指粒径通常在纳米级别并具有较好磁响应性的材料。该材料既拥有纳米材料的共同特性，如表面效应和量子尺寸效应等，也拥有特殊的磁学性质(超顺磁性、高矫顽力和磁化率)以及良好的生物相容性瞄。

近年来，在样品前处理方面，磁性纳米材料得到广泛应用，即磁净化前处理方法，磁性净化前处理(magnetic extraction，简称ME)是21世纪在分离富集领域的革命性技术。ME是以磁性或可磁化的材料作为吸附剂基质的一种分散固相萃取技术。其原理是该技术是磁性材料或修饰后的磁性材料为载体，在一定的磁场作用下，经过吸附、清洗、洗脱等操作，快速的将目标物从复杂的环境体系中分离出来。与非磁性材料的分离技术相比，该技术一个显著优点是磁性材料因具有磁性能，可在一定的外在磁场下快速的将分析物从样品溶液中分离出来，不需使用离心、过滤等复杂耗时的操作。同时与常规萃取(SPE)填料相比，磁性材料颗粒的比表面积大，扩散距离短，只需要使用少量的吸附剂和较短的平衡时间就能实现低浓度的萃取，具有非常高的萃取能力和萃取效率。ME拓宽了传统萃取的应用范围，并在样品前处理方面展出显著的优势。ME避免了耗时的装柱、上样等过程，吸附剂分散在样品溶液中与目标物的接触面积显著增加，从而缩短萃取时间，吸附剂经过清洗之后，能够多次重复使用。因此，磁固相萃取是一种简单、高效、环保的前处理技术。

磁固相萃取技术在实际样品前处理过程中有着广泛的应用，能够萃取多种多样的目标物，诸如多种环境激素、重金属离子、有毒有害气体等物质，其涉及的样品基质也是种类丰富，如环境水样、蔬菜瓜果、粮食作物、食品包装等等。在现有研究中，磁性固相萃取一般没有固定的成套仪器设备。传统的磁性材料反应器主要被应用在水处理领域，因此现有磁性材料反应器往往是利用其优异的沉降性能通过自然沉降或离心进行分离，自然沉降分离容易产生材料流失，比如管道残留、器壁吸附和水流携带等。因此，传统的磁性材料反应器不能满足磁性固相萃取高效分离回收要求。

大量样品的常规分析往往要求快速、可重复且数据可靠，这推动了自动化操作技术等相关技术的发展。这类技术的优势在于消耗的溶剂和试剂量少，处理时间短，成本低，而且回收率和富集因子较高。因此将ME技术与自动化操作技术相结合是在样品前处理领域发展起来的一种新技术。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置。

一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，包括操作台，所述操作台上布置有震荡装置、加磁单元、消磁单元和滑杆，所述滑杆连接有独立操作单元，所述独立操作单元能够在所述滑杆上移动，所述独立操作单元包括螺杆和电磁杆，所述电磁杆上连接有机械臂，所述机械臂固定连接有样品管抓手，所述样品管抓手连接有样品管放置架，所述样品管放置架上装载有样品管，所述震荡装置、加磁单元、消磁单元和独立操作单元均电连接控制台。

所述独立操作单元还包括连接在电磁杆上的进液装置。

所述加磁单元是永磁体或电磁线圈。

所述消磁单元固定电磁线圈，所述电磁线圈的通断由延时继电器控制。

所述进液装置中分别输送水、提取液、解吸剂。

本发明具备如下有益效果：

1、该装置完全克服了自动化萃取装置中填柱、分离或离心等繁琐的操作过程，结合了ME技术的特点，简化了整个操作过程，大幅度提高了工作效率。

2、整个装置实现了智能化、自动化、连续化，在程序控制下，通过自动处理样品、吸附剂、水及解析剂，以达到萃取、震荡、解吸、收集、检测等目的。

3、本自动化装置操作方便，简单快速，实验误差大大减小。

4、本装置可对低浓度大体积样品进行处理分析，并且解吸剂加入灵活，富集倍数高，适用于建立高灵敏度的分析方法。

5、整个装置结构简单，每次萃取、解吸、检测完成后，可同时处理10-40个样品，无需拆卸任何部件进行更换或其它处理，且处理分析一个样品仅耗时5min，工作效率高，可进行大批量样品的分析测定。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中：1、操作台，2、震荡装置，3、加磁单元，4、消磁单元，5、滑杆，6、螺杆，7、电磁杆，8、机械臂，9、样品管抓手，10、样品管放置架，11、样品管，12、控制台，13、进液装置。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，包括操作台1，所述操作台1上布置有震荡装置2、加磁单元3、消磁单元4和滑杆5，所述滑杆5连接有独立操作单元，所述独立操作单元能够在所述滑杆5上移动，利用高精度微电机转动螺杆的方式在滑杆上实现精确垂直水平移动，所述独立操作单元包括螺杆6和电磁杆7，所述电磁杆7上连接有机械臂8，所述机械臂8固定连接有样品管抓手9，所述样品管抓手9连接有样品管放置架10，所述样品管放置架10上装载有样品管11，所述震荡装置2、加磁单元3、消磁单元4和独立操作单元均电连接控制台12。

进一步地，所述独立操作单元还包括连接在电磁杆7上的进液装置13。

进一步地，所述加磁单元3是永磁体或电磁线圈。

进一步地，所述消磁单元4固定电磁线圈，所述电磁线圈的通断由延时继电器控制。

进一步地，所述进液装置13中分别输送水、提取液、解吸剂。

由所述样品溶液和磁性吸附剂分别加入样品管内，利用机械臂将样品管转移至不同的功能区内，实现加液、洗脱、清洗、加磁，消磁，提取震荡。工作时，样品和磁性吸附剂分别由进液装置或人工输送至样品管内混合，在震荡装置进行自动震荡，目标物被吸附在磁性材料表面；当样品管通过加磁单元时，在高强度永磁铁的磁场作用下，磁性材料被吸附在底端，而废液则被排出；随后，在进液装置的输送下，清洗液充满样品管，接着转移至震荡装置使吸附剂上下快速震动。后接着转移至加消磁单元，加磁、磁性材料在磁场的作用下再次被收集至样品管底端、管内的清洗液在废液管的输送下转移至废液瓶内；在进液装置的输送下，洗脱液充满样品管，接着转移至震荡装置使磁性材料上下快速震动，与洗脱液充分接触，目标物分子即被解吸至洗脱液中；当解吸完全后，再转移至加消磁单元，磁性材料在磁场的作用下再次被收集至样品管底端，最后，通过进液装置的输送下，收集洗脱液，再进行下一批品的处理。

该装置不仅克服了固相萃取装置中填柱、分离或离心等繁琐操作过程，而且通过移动使两个不同平台控制磁性吸附剂等样品，以达到收集、解吸等目的，操作方便，易于控制；该装置可一次进行10-40个样品的处理。该装置通过延时继电器控制两个电磁线圈交替产生磁场，以此来控制磁性吸附剂，这避免了磁性吸附剂的损失，操作灵活方便；该装置处理下一样品之前，无需更换或处理任何部件，可不断地进行样品处理。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，其特征在于，包括操作台(1)，所述操作台(1)上布置有震荡装置(2)、加磁单元(3)、消磁单元(4)和滑杆(5)，所述滑杆(5)连接有独立操作单元，所述独立操作单元能够在所述滑杆(5)上移动，所述独立操作单元包括螺杆(6)和电磁杆(7)，所述电磁杆(7)上连接有机械臂(8)，所述机械臂(8)固定连接有样品管抓手(9)，所述样品管抓手(9)连接有样品管放置架(10)，所述样品管放置架(10)上装载有样品管(11)，所述震荡装置(2)、加磁单元(3)、消磁单元(4)和独立操作单元均电连接控制台(12)。

2.根据权利要求1所述的一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，其特征在于，所述独立操作单元还包括连接在电磁杆(7)上的进液装置(13)。

3.根据权利要求1或2所述的一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，其特征在于，所述加磁单元(3)是永磁体或电磁线圈。

4.根据权利要求1或2所述的一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，其特征在于，所述消磁单元(4)固定电磁线圈，所述电磁线圈的通断由延时继电器控制。

5.根据权利要求3所述的一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，其特征在于，所述消磁单元(4)固定电磁线圈，所述电磁线圈的通断由延时继电器控制。

6.根据权利要求2所述的一种在线自动化磁性纳米材料震荡-解吸装置，其特征在于，所述进液装置(13)中分别输送水、提取液、解吸剂。